2021屆河北省高三（上）高考模擬物理試題（解析版）

2021屆高考物理模擬卷

一、單選題

1.用頻率分別為丫和功的光照射某種金屬材料，兩種情況下測得的該金屬材料發(fā)生光電效應(yīng)的遏止電壓

之比為1：3,已知普朗克常量為/3則該金屬的逸出功為（）

A.hvB.—hvC.-hvD.—hv

234

【答案】B

【解析】

【分析】

【詳解】設(shè)用頻率分別為〃和方的光照射時，逸出的光電子的最大初動能分別為片和E?,則由愛因斯

坦光電效應(yīng)方程可得

=hv-W0

E2=2hv-W0

又因為

目=叫

E2=eUc2

工1

43

以上各式聯(lián)立可解得

叱）=/

故選B。

2.地攤經(jīng)濟(jì)是2020年下半年的熱門話題，擺地攤為很多下崗職工提供了再就業(yè)的機(jī)會。某人想擺一個賣烤

熱狗的小吃地攤。如圖所示，兩根水平的平行金屬圓柱支撐熱狗，生熱狗和熟熱狗均可視為質(zhì)量均勻的圓

柱體，熟熱狗半徑較大，質(zhì)量不變。忽略摩擦。靜止的生熱狗烤成熟熱狗后（）

A.機(jī)械能不變B.重力勢能不變

C.對單根金屬圓柱的壓力增大D.對單根金屬圓柱的壓力減小

【答案】D

【解析】

【分析】

【詳解】AB.生熱狗和熟熱狗均可視為質(zhì)量均勻的圓柱體，熟熱狗半徑較大，靜止的生熱狗烤成熟熱狗后

重心升高，重力勢能增大，機(jī)械能增大，選項AB錯誤；

CD對熱狗進(jìn)行受力分析如圖所示

CD.根據(jù)平衡條件可得

生熱狗烤成熟熱狗后。減小，所以生熱狗烤成熟熱狗后對單根金屬圓柱的壓力減小，選項C錯誤，D正確;

故選D。

3.圖示為某發(fā)電廠向偏遠(yuǎn)山區(qū)輸送電能的示意圖，發(fā)電廠通過升壓變壓器刀和降壓變壓器《向純電阻用電

器凡（未知）供電。已知輸電線的總電阻為R,1原、副線圈匝數(shù)比為1：10,與原、副線圈匝數(shù)比為10：1,

刀原線圈兩端的瞬時電壓〃=Usin故，測得發(fā)電廠回路中電流有效值為/。若（、（均可視為理想變壓器,

發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻不計，則（）

B.輸電線消耗的總功率為也U/

A.降壓變壓器中電流的頻率為一

（O2

C.用電器消耗的功率為上/2RD.用電器的電阻為包

21100

【答案】D

【解析】

【分析】

【詳解】A.降壓變壓器中電流的周期

T2兀

1二——

CD

頻率

1_69

t~=

T2TI

A錯誤；

B.原線圈兩端的電壓

“噴

由

U2_n2

U1?1

得

U2="U1=5&U

由

In2

得

I2=^-I=—l

2%10

發(fā)電廠的輸出功率

P=M=*I

輸電線消耗的總功率

,1,72

A=I；R=—l2R<P=—UI

1002

B錯誤；

C.用電器消耗的功率

=P-P=—UI---I2R

't2100

C錯誤;

D.由

A%

得

乙=2/3=10/3

?4

而4=72,得用電器的電流〃=/，又

得用電器的電阻

用巫，R

21100

D正確。

故選D。

4.如圖所示，質(zhì)量均為，"的帶電小球a、b、c?均處于靜止?fàn)顟B(tài)，小球。用絕緣細(xì)線懸掛在天花板下，b、c

用絕緣輕桿連接后直立在水平絕緣地面上，兩球均在小球。的正下方，小球。帶正電。若讓小球。做微小擺

動，發(fā)現(xiàn)球〃也做微小擺動，c球可視為不動，重力加速度為g。則靜止?fàn)顟B(tài)下，下列說法正確的是（）

〃〃〃〃〃〃〃〃〃/

工

A.b、c總電荷量一定為負(fù)B.細(xì)線拉力可能為3mg

C.h.c互換后，細(xì)線拉力一定不變D.小球c與地面間動摩擦因數(shù)不為零

【答案】D

【解析】

【分析】

【詳解】A.當(dāng)“球做微小擺動時，4與執(zhí)。間相互作用力偏離豎直方向，如果〃球帶正電，則靜電斥力會

使6球向。初始運動方向相反的方向偏離，導(dǎo)致桿傾倒，當(dāng)a球自最高點返回時，會使桿繼續(xù)傾倒，無法返

回，因此6一定帶負(fù)電，。球帶正電或負(fù)電均可，當(dāng)c帶正電時。、c總電荷量可能為負(fù)，也可能為正或為

零，選項A錯誤；

BD.由于在。擺動時c可視為不動，說明c一定受到地面的靜摩擦力和支持力，則細(xì)線拉力小于3mg,小

球。與地面間動摩擦因數(shù)不為零，選項B錯誤，D正確；

C.將拉。兩球位置互換，當(dāng)c帶負(fù)電且外＞為時，由庫侖定律和數(shù)學(xué)知識可知，a與b、C間的靜電引力

增大，當(dāng)/=%時，靜電引力不變，當(dāng)“或c球帶正電荷時，靜電引力會減小，故細(xì)線拉力可能增大、

不變或減小，選項C錯誤。

故選D。

5.天體在引力場中具有的能叫做引力勢能，物理學(xué)中經(jīng)常把無窮遠(yuǎn)處定為引力勢能的零勢能點，引力勢能

表達(dá)式是EM=-G?,其中G為引力常量，M為產(chǎn)生引力場物體（中心天體）的質(zhì)量，膽為研究對象的

質(zhì)量，，一為兩者質(zhì)心之間的距離。已知海王星繞太陽做橢圓運動，遠(yuǎn)日點和近日點的距離分別為,；和々?

另外已知地球繞太陽做圓周運動，其軌道半徑為R。如果你還知道引力常量G和地球公轉(zhuǎn)周期T,結(jié)合已知

數(shù)據(jù)和你掌握的物理規(guī)律，下列各選項中的兩個物理量均可以推算出的是（）

A.海王星質(zhì)量和地球質(zhì)量B.太陽質(zhì)量和海王星質(zhì)量

C.地球質(zhì)量和海王星近日點速度大小D.太陽質(zhì)量和海王星遠(yuǎn)日點速度大小

【答案】D

【解析】

【分析】

【詳解】設(shè)海王星遠(yuǎn)日點和近日點速度分別為匕和乙，根據(jù)開普勒第二定律有

吶="

設(shè)太陽質(zhì)量為M,海王星質(zhì)量為相，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有

2

1-Mm12Mm

—mvy-G=—mv2-G

242?弓

設(shè)地球質(zhì)量為機(jī)o,太陽的引力提供地球做圓周運動的向心力，有

G*苧

由以上三式可以推算出海王星遠(yuǎn)日點速度的大小、近日點速度的大小和太陽質(zhì)量，選項D正確；ABC錯誤;

故選D。

6.如圖所示的電路中，電阻R=2C.斷開S后，電壓表的讀數(shù)為3V；閉合S后，電壓表的讀數(shù)為2V,則

電源的內(nèi)阻廣為

A.IQB.2QC.3。D.4Q

【答案】A

【解析】

【分析】

E

【詳解】開關(guān)s斷開時有：￡=3V,開s閉合時有：2=^—R,其中A=2Q，解得：r=lQ，

R+r

故A正確.

二、多選題

7.在平直公路上甲、乙兩車在相鄰車道上行駛。甲、乙兩車并排行駛瞬間，前方有事故發(fā)生，兩車同時開

始剎車，剎車過程中兩車速度的二次方/隨剎車位移x的變化規(guī)律如圖所示，則（）

A.乙車先停止運動B.甲、乙兩車剎車過程中加速度大小之比為4：1

4

C.從開始剎車起經(jīng)一S,兩車恰好相遇D.甲車停下時兩車相距12.75m

3

【答案】BC

【解析】

【分析】

【詳解】AB.由

聲一片=-2ax

得

v2=-2ax+Vg

結(jié)合圖像有

-2q=--m/s2

2

-2a2=----m/s

4

))2a,L

解得4=2m/s2,a2=0.5m/s,貝ij甲、乙兩車運動過程中加速度大小之比為一=：,由圖像知甲車初速

度%i=6m/s,乙車的初速度％=5m/s,則剎車過程，甲車運動時間4=3s,乙車運動時間芍=10s,A

錯誤，B正確；

C.相遇時結(jié)合位移關(guān)系得

1212

4

解得/=()或r=1S,c正確；

D.甲車停下時，甲車的位移大小玉=9m,乙車的位移大小

12

=丫也=12.75m

兩車相距

Ax=x2-x,=3.75m

D錯誤。

故選BCo

8.一質(zhì)量為，”的汽車由靜止開始沿平直公路運動，從f=0時刻開始受到水平向前的牽引力尸作用，尸與作

用時間f的關(guān)系如圖所示。若汽車在小時刻開始運動，運動過程中汽車受到的阻力恒定不變，則()

A.汽車在。?2%這段時間內(nèi)，速度越來越大，加速度越來越小

B.汽車在2%時刻的速度大小為婪

2m

c.3ro時刻汽車牽引力的瞬時功率為三還

m

D.在2fo?％這段時間內(nèi)，汽車克服阻力做的功為絲還

m

【答案】BC

【解析】

【分析】

【詳解】A.由題意可知，汽車運動過程中受到的阻力大小為玲，在2?2%這段時間內(nèi)，由牛頓第二定律

可得

F-Fo=ma

因牽引力F逐漸增大，所以汽車的加速度逐漸增大，速度也逐漸增大，選項A錯誤；

B.在?2%時間內(nèi)，由動量定理可得

Fa+2Fa廣

---fo-Poto=mv

解得2/0時刻汽車速度大小為學(xué)■,選項B正確；

2m

C.在2%?4fo時間內(nèi)，由牛頓第二定律可得

2月)-F^=ma

解得汽車在這段時間內(nèi)的加速度大小為

a善

m

故37。時刻汽車的速度大小為

丫=私+為=維

2m2m

該時刻牽引力的功率為

。=2用=殂^

m

選項c正確；

D.汽車在2fo?今。時間內(nèi)的位移大小為

2

x=Mx2/o+lx^>x(2ro)=^>￡

2m2tnm

故這段時間內(nèi)汽車克服阻力做的功為

%克=公=.

tn

選項D錯誤;

故選BC。

9.空間存在如圖所示的相鄰磁場，磁場I垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為3,磁場H垂直紙面向外，寬

度為色。現(xiàn)有一質(zhì)量為機(jī)、電荷量為+4的粒子以水平速度口垂直磁場I邊界從。點射入，當(dāng)粒子從磁場II

2

右邊界C點（圖中未畫出）處射出時，速度方向也恰好水平。已知粒子在磁場I中的運動時間是在磁場II

中運動時間的2倍，且丫=當(dāng)㈣，不計粒子重力，sin37o=0.6,cos37°=0.8,則下列說法正確的是（）

3m

XXXX

XXXX

XXIXX

XXXX

XXXX

0

XXXX

A.粒子在磁場I中的軌跡半徑為之〃

B.磁場H的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為28

6

D.射入點和射出點的豎直偏移量為幺

C.磁場I的寬度為2d

2

【答案】BD

【解析】

【分析】

【詳解】A.根據(jù)

V

qvB=m—

可得

tnv

3

選項A錯誤;

B.根據(jù)題意可知，粒子在磁場I、n中偏轉(zhuǎn)的圓心角。相同，粒子在磁場I中運動的時間是在磁場H中運

動時間的2倍，根據(jù)

=—T

2兀

_L=2

L一7

故

根據(jù)

1=-----

qB

可得

B7；1

瓦=亍=5

故

B2=2B

選項B正確；

C.粒子在磁場H中的軌跡半徑

tnv5,

r=----=-d

72qB6

設(shè)磁場I的寬度為x,則有

sin^=—=—

可得

x=d

選項C錯誤；

D.粒子的偏轉(zhuǎn)角滿足

.八3

sin，=一

5

射入點和射出點的豎直偏移量為

J=/；(1-COS0)+7^(1-COS^)=—

選項D正確。

故選BD

10.如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1:〃，a、Z?兩端接恒定交流電壓U,原線圈接一電阻為

《（恒定不變）的燈泡L,副線圈接入可變電阻R、理想電壓表V,則下列說法正確的是（)

B.若可變電阻接入電路的阻值變大，電壓表示數(shù)變大

U

C.可變電阻消耗功率最大時，通過燈泡L的電流為方

叫

D.當(dāng)可變電阻接入電路的電阻為/4時，可變電阻消耗功率最大

【答案】BD

【解析】

【分析】

【詳解】A.，力輸出功率等于燈泡功率和可變電阻功率之和，A錯誤；

B.若可變電阻接入電路的阻值變大，假設(shè)副線圈電壓不變，則副線圈中電流變小，由變壓器規(guī)律知，原線

圈中電流變小，燈泡兩端電壓變小，由

U=UL+5

知原線圈輸入電壓變大，副線圈輸出電壓變大，電壓表示數(shù)變大，B正確；

C.設(shè)原線圈中電流為乙，則可變電阻的功率

當(dāng)?時，有玲儂=今，這時原線圈輸入電壓

U、=U-IR、=+

U1nU

由變壓器規(guī)律知力}=%,得副線圈兩端電壓％=少，根據(jù)

u；U2

pP=-----------

"auR44

得

R=n1%

C錯誤，D正確。

故選BD

三、填空題

11.質(zhì)量均為，〃的物塊A、8用跨過定滑輪的不可伸長的輕繩連接，在物塊8的正下方地面上固定有與計

算機(jī)相連的位移傳感器。，如圖(a)所示；在物塊B上加一個質(zhì)量為加°的槽碼C后由靜止釋放物塊，結(jié)

果在計算機(jī)上得到如圖(b)所示的圖像，尤表示B到傳感器的距離，，表示運動時間，P(a,力)是圖線

上一點，。是圖線的縱截距，過P點圖線的切線與縱軸交點的縱坐標(biāo)為d(圖中未畫出)。當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/p>

為g。

S

S

9

(2)根據(jù)題給條件和計算機(jī)顯示的數(shù)據(jù)，若=_,則可認(rèn)為在誤差允許的范圍內(nèi)A、B、。組

成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。

【答案】(1).3(2).(3).:(2〃?+%)(立心尸

a2a

【解析】

【分析】

【詳解】分析可知，X-/圖像中某時刻質(zhì)點的速度在數(shù)值上等于對應(yīng)時刻圖線切線的斜率，即

d-b

v=----

a

⑵⑵[3]經(jīng)時間a,系統(tǒng)重力勢能減小量為

=%g/i=,%g(c-6)

動能的增加量

△Ek=￡(2加+%

2a

當(dāng)AEp=AEk時，可認(rèn)為在誤差允許的范圍內(nèi)A、B、C組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。

四、實驗題

12.小尚同學(xué)準(zhǔn)備測量某電源的電動勢E和內(nèi)阻r,實驗室有以下器材:

A.待測電源（E約為1.5V,內(nèi)阻r約為1。）；

B.量程為3V的電壓表（具有一定的內(nèi)阻）；

C.滿偏電流及nlOOmA的電流計G（6=0.6。）；

D.定值電阻N=0.1Q&=0.15C,/?3=0.2Q,R4=0.3Q,/?5=2Q；

E.滑動變阻器R（阻值變化范圍0?15.0。）；

F.開關(guān)S一個；

G.導(dǎo)線若干

（1）小尚同學(xué)利用以上器材，設(shè)計了如圖甲所示的電路，若A是電壓表，則B是,C和D是；

（填器材對應(yīng)的符號）

（2）小尚同學(xué)器材選擇、連接電路和操作均正確，調(diào)節(jié)滑動變阻器，得到多組電表讀數(shù)，作出如圖乙所示的

圖像，由圖像可知該電源的電動勢E=V,內(nèi)阻r=；（保留三位有效數(shù)字）

（3）從實驗原埋上看，電源電動勢的測量值（填“大于”“小于”或“等于"）真實值，內(nèi)阻的

測量值__________（填“大于”“小于"或“等于"）真實值。

【答案】⑴.R（2）.電流計G和R?⑶.1.50（4）.121。（5）.等于（6）.等于

【解析】

【分析】

【詳解】（1）口］若A是電壓表，則B是滑動變阻器R；

（1）［2］C和D是改裝的電流表，干路電流最大值約為

E

=——-—=0.5A=500mA>100mA

,nr+R,

根據(jù)歐姆定律知

得

R'=0.15C

定值電阻應(yīng)選此

所以C和D是電流計G和定值電阻/?2；

(2)[3]改裝后電流表內(nèi)阻

&OS，。［5c=o/2C

rG+R20.6+0.15

根據(jù)圖甲及(1)分析知

U=E-5/GS+RA)

由圖乙可知電動勢

E=1.50V

⑵[4]斜率

1.5-0.9

Q=5(〃+&)

0.09

得

r=1.21Q

⑶⑶⑹由

U=E-5Ic(r+RJ

及電路圖可知，電壓表測得的U,結(jié)合電流表兩端電壓可求得路端電壓，5/°為通過電源的真實電流，人已

知，則電源電動勢和內(nèi)阻的測量值均等于真實值。

五、計算題

13.質(zhì)量均為根的滑塊AB用勁度系數(shù)為々的輕彈簧相連后靜止放在光滑水平面上，滑塊B緊靠豎直墻壁,

如圖所示。用水平恒力F向左推動滑塊A,當(dāng)滑塊A向左運動的速度最大時撤去力幾

(1)求在之后的運動過程中，滑塊A的最大速度％；

(2)8離開墻壁之后，求系統(tǒng)的最大彈性勢能

【答案】⑴％=尸層；⑵"=與

Vkm2k

【解析】

【分析】

【詳解】(1)撤去F之后的運動過程，當(dāng)滑塊A向右運動至彈簧為自然長度時，滑塊A的速度最大，此時F

做的功全部轉(zhuǎn)化為滑塊A的動能。設(shè)力尸作用的距離為x時，滑塊A向左速度最大，此時滑塊A加速度為

零，由牛頓第二定律得

F-kx=O

由功能關(guān)系得

Fx=-mv~-0

2n

解得…居

⑵滑塊A向右速度為%時、滑塊B開始脫離墻壁，之后系統(tǒng)機(jī)械能守恒，動量守恒。當(dāng)43速度相等為u

時，系統(tǒng)的彈性勢能最大，有

mvm=(m+m)v

1212

-mvm=-x(m+m)v+Ep

2

解得《味F。

14.如圖所示，絕緣水平面上有三個寬度都為L的區(qū)域I、H、III,區(qū)域I內(nèi)有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感

應(yīng)強(qiáng)度大小為8。用粗細(xì)均勻的電阻絲制成邊長為乙的單匝金屬線框出?cd,線框總電阻為R,質(zhì)量為4/〃,

線框制作平整，與水平面貼合良好，除區(qū)域HI內(nèi)水平面與線框間有恒定的動摩擦因數(shù)外，其余部分光滑，

線框以初速度％進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，最終線框中心對稱線恰好停在CO處。已知重力加速度為g。

(1)求線框剛好完全進(jìn)入?yún)^(qū)域I時的速度大?。?/p>

(2)求區(qū)域HI與線框間的動摩擦因數(shù)；

(3)換用一直徑為L電阻也為R的圓形線框，線框在外力尸作用下以速度v勻速穿過區(qū)域I,求整個過程尸

對線框的沖量大小。

MACE

NBDF

8,

【答案】⑴…-荷(2)A=-(v舞匕⑶鬻

3gL0

【解析】

【分析】

(詳解】⑴設(shè)線框剛好完全進(jìn)入?yún)^(qū)域I時的速度大小為V,,進(jìn)入過程線框內(nèi)的平均電流為/,進(jìn)入時間為加,

根據(jù)動量定理有

—BILK=4/刀片一4/nv0

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有

△t

回路電流

A0=BI3

解得

B"

V.=v-----

1004mR

(2)線框出磁場的過程，ad邊受向左的安培力，仍然在安培力的作用下做減速運動，同理可得線框完全出磁

場時速度為

匕二%一荻

設(shè)線框和區(qū)域m水平面間的動摩擦因數(shù)為〃，線框進(jìn)入?yún)^(qū)域III后be邊受到的恒定摩擦力為

ft=〃〃zg

ab邊和cd邊受到的摩擦力逐漸增大，平均摩擦力大小為

\\

&f=力f=5"5席

根據(jù)動能定理有

_(/+&+力)5=0_gx4,成

解得

8/B2L\

〃=---(%------)2

3gL02mR

(3)對圓形線框一半進(jìn)入磁場過程有

E=B1有?效y

受到的安培力大小為

二咽以

R

由幾何知識可知

尸作用的時間為

L

2v

由積分知識可知在0?0時間內(nèi)力F沖量大小為

2v

由對